脂肪酸組成とゲノム

Scientific Reports volume 13、記事番号: 14002 (2023) この記事を引用

メトリクスの詳細

ひよこ豆は、高レベルのタンパク質、炭水化物、微量栄養素と低レベルの脂肪を含む、栄養価の高い豆類作物です。 ひよこ豆の脂肪酸は、人間の肥満、血中コレステロール、心血管疾患のリスク低下と関連しています。 ひよこ豆の 4 つの主要脂肪酸を測定しました。 パルミチン酸 (PA)、リノール酸 (LA)、α-リノレン酸 (ALA)、オレイン酸 (OA)。これらは 256 のアクセッション (カブリ タイプとデジ タイプ) を含むヒヨコマメ多様性パネルにおける人間の健康と植物のストレス反応にとって重要です。 ）。 PA (450.7 ～ 912.6 mg/100 g)、LA (1605.7 ～ 3459.9 mg/100 g)、ALA (416.4 ～ 864.5 mg/100 g)、および OA (1035.5 ～ 1907.2 mg/100 g) では広い濃度範囲が見つかりました。 ）。 推奨される 1 日当たりの摂取量の割合も、PA (3.3 ～ 6.8%)、LA (21.4 ～ 46.1%)、ALA (34.7 ～ 72%)、および OA (4.3 ～ 7.9%) で異なりました。 脂肪酸間には弱い相関関係が見られました。 ゲノムワイド関連研究 (GWAS) は、配列決定による遺伝子型解析データを使用して実施されました。 PA では 5 つの重要な一塩基多型 (SNP) が同定されました。 混合集団構造分析により、このパネルの祖先多様性に基づいて 7 つの部分集団が明らかになりました。 これは、ひよこ豆の多様性パネル全体で脂肪酸プロファイルを特徴付け、GWASを実行して遺伝マーカーと選択された脂肪酸の濃度間の関連性を検出する最初に報告された研究です。 これらの発見は、従来のゲノム育種技術を使用してひよこ豆脂肪酸の生物強化が可能であり、人間の健康と植物のストレス応答を改善するために、より優れた脂肪酸プロファイルを備えた優れた品種を開発できることを示しています。

脂肪は人間の幸福と健康的な生活に多大なカロリーとエネルギーを提供します。 脂肪酸は、血糖値が低下した状態で使用するためのエネルギー源として蓄えられること、遺伝子発現の制御、細胞構造の形成、細胞シグナル伝達の促進、コレステロール値や炎症反応の制御を助けることなど、人体内でいくつかの重要な代謝機能を持っています1。 脂肪酸は、飽和脂肪酸（SFA）、一価不飽和脂肪酸（MUFA）、多価不飽和脂肪酸（PUFA）に分類されます。 肉、種子油、魚介類、および豆類には、SFA と MUFA がそれぞれ 1.5 ～ 52 g/100 g および 0.9 ～ 85 g/100 g の範囲で含まれています2。一方、PUFA は 0.027 ～ 7 g/100 g の範囲で変化します。 オレイン酸は、抗炎症特性を持つ MUFA の 1 つです 3。PUFA は必須脂肪酸 (EFA) とみなされ、オメガ 6 (ω-6) 脂肪酸とオメガ 3 (ω-3) 脂肪酸という 2 つのサブファミリーがあります。 リノール酸 (LA; ω-6) およびα-リノレン酸 (ALA; ω-3) は、人間の健康にとって重要な PUFA です 1,4 。 これらの必須脂肪酸は毎日の食事から摂取する必要があります5。

ひよこ豆 (Cicer arietinum L.) を含む豆類作物は、EFA の 1 日の必要量を提供します6。 ひよこ豆はトルコ南東部が原産で、世界中、特に南西アジアで広く消費されています7。 ひよこ豆は、50 ～ 58% の炭水化物、18 ～ 22% のタンパク質、3.8 ～ 10% の脂肪、および 1% 未満の微量栄養素で構成されています8。 さらに、ひよこ豆はプレバイオティクス炭水化物の豊富な供給源です9。 人間の栄養に関する研究では、ひよこ豆などのマメ科植物を豊富に含む食事により、8 週間以内に体重、総コレステロール、低密度リポタンパク質 (LDL)、および高密度リポタンパク質 (HDL) が減少したと報告されています10。 ひよこ豆の脂肪酸は、植物のストレス反応、適応性、生存においても重要な役割を果たしています11。 ひよこ豆の脂肪酸の飽和度は、その物理的および生理学的特性を変化させることによって、膜の構造、機能、完全性、流動性、および透過性を維持します 12,13。 脂肪酸不飽和化酵素 (FAD) は、ひよこ豆の脂肪酸の不飽和化を制御しており 14、乾燥、塩分、寒冷ストレスに応答して 39 個の FAD 遺伝子が同定されています 15。 したがって、広範な遺伝的変異を示唆する広範囲の脂肪酸は、脂肪酸の生物強化の可能性を探索するだけでなく、ひよこ豆の植物ストレス耐性を育種するためにも利用できます。